浅析漏电保护开关的原理及应用

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【摘 要】本文简述了漏电保护开关在低压农网改造中的应用及配置，并提出了存在的问题和改进的建议。

【关键词】漏电保护开关；应用；配置

0 前言

漏电保护开关在我国是从20世纪80年代新兴发展的一种保护电器。由于该保护开关体积小、造价低、便于维护和安装，能有效地保护人身及设备的安全等特点，引起了广大电力同行和用户的关注和青睐，掀起了一场低压配电网络安全保护的技术革命。本文试图通过在农网改造过程中对漏电保护开关的应用分析，探讨漏电保护开关的正确安装、维护和使用方法，以供同行及用户参考。

1 漏电保护开关的工作原理

漏电保护开关是一种最常用的安全保护电器。它既能控制电路的通与断，又能保证其控制的线路或设备发生漏电或人身触电时迅速自动跳闸，切断电源，从而保证线路或设备的正常运行及人身安全。

漏电保护开关简称RCD，它由零序电流互感器、漏电脱扣器、开关装置三部份组成。零序电流互感器用于检测漏电电流；漏电脱扣器将检测到的漏电电流与一个预定基准值比较，从而判断漏电保护开关是否动作；开关装置通过漏电脱扣器的动作来控制被保护电路的闭合与分断。

通过分析漏电保护开关的工作原理，漏电保护开关有以下的基本作用：

1）用于防止由漏电引起的单相电击事故；

2）用于由漏电引起的火灾和设备烧毁事故；

3）用于检测和切断各种一相接地事故；

4）漏保护开关还可用于过压、欠压、过载、缺相保护。

2 漏电保护开关在农网改造中的推广应用

长期以来，农村电网，特别是农村低压电网，网架结构薄弱，年久失修，倒杆断线、烧配电变压器事故频发，供电的安全、经济、可靠性很差，人身触电伤亡事件也时有发生。漏电保护开关的安装应用既有可观的经济效益，又有其广泛的社会效益，这是因为：

（1）建立了一个确保人身触电伤亡的保护屏障。基本上杜绝了人身触电伤亡事故的发生。

（2）能有效地切断漏电电流、短路电流等引起的火灾，烧配电变压器等设备事故的发生。

（3）促进了农村电气化水平的发展和提高。漏电保护开关的应用对线路及家户室内布线提出了较高的要求，经过改造的户内、外低压线路更有利于家用电器的使用和农村电力市场的发展壮大。

（4）减少了私拉乱接、违章用电等现象引起的不明损失电量，提高了经济效益。

（5）促进了农村用电管理水平的提高。

3 漏电保护开关在低压网络中的配置方式初探

农村低压电网线长、点多、面广，受复杂地理位置限制，低压电网布局极为困难，针对农村低压电网事故多发生在低压分支线、下户线及室内配线这一特点，笔者认为，农村低压电网宜采用三级保护，即：

（1）一级低压总保。该保护安装于配电变压器出线侧，主要保护低压主干线。并作为二、三级保护的后备保护。

（2）二级低压分保。该保护介于一、三级保护中间，主要保护低压各分支线、下户线，并作为三级保护的后备保护。

（3）三级低压家保。该保护安装于电表出线侧，主要用于室内配线及家用电器的保护。

以上三级漏电保护的动作电流及动作时间应协调配合，合理计算。

漏电保护开关的选择主要由所保护的范围及人体安全电流来决定，一级保护一般漏电动作电流宜选择在100mA以上，动作时间0.5s以上。

二级保护一般选择动作电流在50-100mA，动作时间0.3～0.5s。

三级保护一般选择动作电流在10-30mA，动作时间为0.1s左右。

目前大多采用一、三两级保护，其缺点主要是一组家保越级，造成总保动作，使低压主干线停电频繁。

4 漏电保护开关在使用上存在的问题及建议

综上所述，漏电保护开关在近半年的广泛应用，在人身安全、设备安全、电气火灾等多方面起到了积极的保障作用，同时在安装、使用的过程中仍存在不少问题及误区。

误区一：把漏电保护开关当做万能的保命器。在农村，一些人一旦安装了保护开关，认为不论怎么摆弄电器，总不会有性命之忧，可以随意私拉乱接了，其实这是十分危险的想法。现运行的漏电开关有一定的保护死区，一是，由于触电保护与漏电保护混合运行，在灵敏度及保护范围上难以顾全；二是，漏电器生产厂家众多，鱼目混杂，个别生产厂家产品质量低劣，使不少漏电器不能正确可靠动作；三是，不少漏电器（如鉴相式），不能作相与相、相与零之间的触电保护。

误区二：有了漏电保护开关可以不进行接地保护。

误区三：为了省事，索性退出保护开关。在农村不少地方仍存在私拉乱接现象，户外线路虽经改造，而户内配线则混乱不堪，加之鼠害等影响，导致了漏电开关频繁动作。一些人为了图方便，私自退出漏电开关，其实这也是非常危险的做法。

问题一：由于总、分、家保之间的配置方式不当，导致低压线路频繁跳闸，不少地方的低压网络时常处于停电状态，不得不退出保护。

问题二：大多数漏电保护器属无法调整的一次性产品，加之目前还没有对此进行安装前、运行中的检测。即便试验，也只能是进行按钮式的简单动作试验，因此，大大影响了保护的可靠动作率。

5 漏电保护开关的故障

漏电保护开关运行发生动作后，应首先查清漏电保护开关本身是否有故障，可将漏电保护开关负载全部切断，如漏电保护开关能合闸即为正常；其次检查线路及用电设备。漏电保护开关通常有两种故障，即拒动作和误动作。

1）误动作

（1）接线错误：TN系统中的零线未与相线一起穿过RCD，造成三相不平衡时，RCD会发生误动作；RCD负载侧的零线与其他支路的零线连接或接地，或负荷跨接在RCD电源侧和负载侧，这些都可能造成保护开关误动作。

（2）绝缘劣化：RCD负载侧的对地绝缘破坏或对地绝缘不对称，都可能产生不平衡的泄漏电流，从而导致RCD误动作。

（3）不同步合闸：因RCD的机械性能问题，每一相合闸的时间不可能完全一致，因此首先合闸的那一相可能会产生较大的泄漏电流，导致RCD误动作。

（4）环境变化：安装场所的环境温度、相对湿度、机械振动等条件不符合RCD设计条件时也导致RCD误动作。

（5）RCD质量原因：RCD零件性能缺陷或装配质量不高会降低RCD的可靠性和稳定性，从而导致RCD误动作。

（6）电磁条件复杂：安装场所应做好电磁屏蔽条件，如RCD附近装有较大电流设备，或有磁性元件或较大的导磁体，可能在零序电流互感器铁心中产生电磁感应现象而导致RCD误动作。

2）拒动作

（1）接线错误：设备漏电的情况下，如果电气设备外壳上的保护零线（ PE、PEN 线）接入漏电保护开关，RCD不会动作。

（2）动作电流选择不当：漏电保护开关动作电流选择过大或整定电流过大，当线路中的漏电电流小于动作电流时，漏电保护开关不会动作。

（3）产品质量低劣：互感器二次回路断路、脱扣元件沾粘等质量缺陷可造成保护开关在有漏电的情况下不会动作。

6 使用注意事项

（1）漏电保护开关的电源侧和负荷侧不能接反。

（2）漏电保护开关是电气安全防护系统中的辅助保护措施，在安装漏电保护开关时，不能拆除、改变、放弃原来的保护措施。

（3）在安装漏电保护开关时，要严格区分零线、火线、保护地线、保护零线。除了三极三线制不涉及中性线，在其他种类的漏电保护开关都应接入中性线。漏电保护开关负载侧的中性线不能作为保护零线使用。

（4）工作零线不得在漏电保护开关负载侧重复接地，也不能重复接零，否则会导致漏电保护开关经常误动作。

（5）多个漏电保护开关支路负载侧的零线不能共用，其他回路也不能接在已安装漏电保护开关负载侧线路的工作零线上。

（6）对安装完成后的漏电保护开关应试验按钮三次，确认能正常动作后方可投入运行。使用中的漏电保护开关应每月检查一次，并做好详细记录。

（7）出现故障时应立即断开电源找出跳闸原因，故障解决后方可投入使用。

【参考文献】

[1]宋健雄.低压电气设备运行与维修[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]薛毓强.电工技术[M]机械工业出版社，2009.

[3]王仁祥.常用低压电器原理及其控制技术[M]机械工业出版社，2009.